SE528275C2 - Värmeöverföringsplatta med styrorgan samt värmeväxlare som innefattar sådana plattor - Google Patents

Description

30 528 275 till värmeöverföringsytan. Eftersomkantpartiet skall lödas mot en angränsande plattas motsvarande kant krävs det att kantpartiet är tillräckligt brett för att kunna uppfylla täthets- och tryckkrav för värmeväxlaren. Med dagens tillverknings- och sammanfogningsteknik måste kantbredden att vara minst ca 2 mm fràn ytterkant in till värmeöverföringsytan.

Ytterligare nackdel med uppfinningen enligt den japanska patentskriften JP 09-113170 är att styrorganen endast förhindrar rörelse av plattorna tvärs riktningen för kantpartiet. I plattans riktning längs med kantpartierna är två mot varandra anlagda plattor ej förhindrade att röra sig. Vid lödnlng av plattorna skulle det kunna innebära att plattorna förskjuts i längdled i förhållande till varandra, varvid värmeväxlaren blir omöjlig att använda.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN En värmeöverföringsplatta med styrorgan innefattar ett kantparti som sträcker sig runt plattans periferi och en värmeöverföringsyta som innesluts av kantpartiet. Värmeöverföringsytan innefattar normalt ett mönster med toppar och dalar. Topparna och dalarna befinner sig inom ett första (övre) och ett andra (undre) plan. Värmeöverföringsytans laterala mittparti befinner sig i ett normalplan, placerat mellan det första och det andra planet. Värmeöverföringsplattan staplas ovanpå en likformig men annorlunda orienterad platta i en plattstapel i en värmeväxlare. Mellan plattorna i plattstapeln bildas flödeskanaler som är mottagare av olika medier. Medierna i angränsande kanaler har under drift temperaturutbyte mellan varandra.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att skapa en värmeöverföringsplatta för en permanent förbunden värmeväxlare 10 15 20 25 528 275 innefattande en plattstapel utan flanker, som vid tillverkning kan tillverkas utan att plattstapeln behöver stödjas utvändigt med väggar eller guidningselement för att förhindra förskjutning av de staplade plattorna i förhållande till varandra under hanteringen i samband med lödningsprocessen.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att skapa en värmeöverföringsplatta för en permanent förbunden värmeväxlare innefattande en plattstapel utan flanker där plattorna i plattstapeln ej kan rotera i förhållande till varandra under tillverkningsprocessen.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att skapa en värmeväxlare vilken är uppbyggd av värmeöverföringsplattor staplade på varandra och vilka är permanent förbundna med varandra.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att ombesörja en konstruktion som gör det möjligt att reducera den tid som krävs vid tillverkning av värmeväxlarens plattstapel varvid tillverkningsprocessen blir snabb och kostnadseffektiv.

Ovannämnda och andra ändamål uppnås enligt uppfinningen genom att den inledningsvis beskrivna värmeöverföringsplattan har getts de av patentkravet 1 framgàende kännetecknen.

Fördelar som uppnås med en värmeöverföringsplatta utan flanker med styrorgan enligt patentkravets 1 kännetecknande del är att ett antal plattor kan staplas ovanpå varandra till en plattstapel utan att den behöver stödjas i sid- eller längdled under lödningen. 10 15 20 25 30 528 275 Ytterligare fördelar är att eftersom kanterna ej innefattar styrorgan så kan kanternas bredd och tjocklek minimeras. Resultatet är att mindre material behöver användas vid tillverkningen av plattoma.

Ytterligare fördel är att kanternas reducerande bredd medför mindre lodátgäng vid sammanfogningen av plattornas kanter jämfört t.ex. med traditionella plattor där en del av kantbredden användes för bildande av en vinkelställd styrfläns.

Ytterligare fördel är att en styrflank runt en plattas periferi ej är nödvändig eftersom styrorganen i plattan utan flank uppfyller motsvarande funktion som en sådan styrflank vad beträffar positionering av plattori en plattstapel.

Fördragna utföringsformer av värmeöverförlngsplatta enligt uppfinningen har vidare getts de av underkraven 2 - 9 framgående kännetecknen.

Enligt en utföringsforrn av en värmeöverförlngsplatta enligt uppfinningen är ett andra styrorgan anordnat mellan ett fjärde plan, placerat lateralt parallellt under värmeöverföringsytans andra plan, och det andra planet. l och med att ett andra styrorgan är anordnat pà värmeöveriöringsytan rotationfixeras plattan van/id rotation mellan plattorna förhindras. Med bara ett styrorgan mellan två plattor kan plattorna däremot rotera runt styrorganet.

Enligt en ytterligare utföringsforrn av en värmeöverförlngsplatta enligt uppfinningen är ett styrorgan anordnat på värmeöverföringsytan.

Styrorganen placeras med fördel på områden vilka ej utsätts för höga tryck. Eftersom antalet kontaktpunkter reduceras lokalt i ett område där styrorgan är placerat medför det en lokal försvagning mellan 10 15 20 25 30 528 275 angränsande plattor. Därför är styrorganen med fördel ej placerade i portområden där angränsande plattors kontakt- och lodpunkter utsätts för höga tryck i värmeväxlaren. istället är styrorganen placerade på ett avstånd från portområdena på värmeöverföringsytan så att värmeväxlarens totala tryckbeständighet ej pâverkas.

Enligt en ytterligare utföringsform av en värmeöverföringsplatta enligt uppfinningen är styrorganet i en första platta anordnad att passa in i en första mottagningsanordning för styrorganet anordnad på en angränsande andra platta. Samtidigt år det andra styrorganet i en angränsande andra platta anordnad att passa in i en andra mottagningsanordning för styrorganet anordnad på den angränsande första plattan i plattstapeln varvid plattorna fixeras till varandra i sina laterala riktningar. Genom att styrorganen i varje platta passar in i de angränsande plattornas mottagningsanordningar blir plattorna fastlàsta till varandra. Detta mot både skjuvning och rotation mellan plattorna.

Enligt en ytterligare utföringsform av en värmeöverföringsplatta enligt uppfinningen angränsar värmeöveriöringsplattan till en andra värmeöverföringsplatta varvid dessa tillsammans innefattar minst tvâ styrorgan, vilket effektivt motverkar rotation mellan två angränsande plattor genom att de två punkterna fixerar plattorna till varandra.

Enligt en ytterligare utföringsform av en värmeöverföringsplatta enligt uppfinningen utgörs styrorganen av knastar. l den föredragna utföringsformen används knastar till styrorganen. Vid pressning av värmeöverföringsytan införs små upphöjningar respektive nedsänkningar i form av knastar i ytan. Knastarna befinner sig i området mellan det första och det tredje planet och i området mellan det andra och det fjärde planet. I och med att knastar används som styrorgan minimeras den yta 10 15 20 25 30 528 275 pä värmeöverföringsytan som behöver används för dessa. Detta eftersom det är önskvärt att ha en så stor värmeöverföringsyta (med maximal värmeöverföring) som möjligt.

Enligt en ytterligare utföringsform av en vårmeöveriöringsplatta enligt uppfinningen utgörs styrorganen av rillor. Genom att utforma styrorganen som rillor kan en värmeväxlare med sådana plattor utsättas för höga tryck. Detta eftersom styrorganen därmed också fungerar som ' förstyvande element i värmeväxlaren. Värmeväxlaren blir därmed stark och kan utsättas för höga tryckpákänningar.

Enligt en ytterligare utföringsform av en värmeöverlöringsplatta enligt uppfinningen är styrorganen placerade pà eller i direkt närhet av kantpartiet. Genom att förstora kanten lokalt vid enskilda partier av kantomrädet kan styrorgan placeras på eller i direkt närhet av kantpartiet.

Den lokala förstoringen av området för styrorganet erhålles genom att kanten i det omrâdet breddas varvid ett styrorgan kan placeras där.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föredragna utföringsformer av anordningen enligt uppfinningen skall nu beskrivas närmare med hänvisning till bifogade schematiska ritningar, som endast visar de för förståelse av uppfinningen nödvändiga detaljerna.

Fig. 1 visar en plattstapel till en värmeväxlare.

Fig. 2 visar vy av en värmeöverföringsplatta enligt uppfinningen.

Fig. 3 visar fràn sidan i genomskärning av ett antal värmeöverföringsplattor enligt uppfinning i en plattstapel. 10 15 20 25 528 275 DETALJERAD BESKRlVNlNG AV OLIKA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar en värmeväxlare med en plattstapel (1) innefattande värmeöverföringsplattor utan flank staplade ovanpå varandra. l den fortsatta texten kommer ordet värmeöverföringsplatta vara synonymt med platta. I Fig. 2 visas en platta (2). Plattan innefattar ett kantparti (3) som sträcker sig runt plattans (2) perlleri. lnnanförkantpartiet »(3) är en värmeöverföringsyta (4) placerad. l respektive hörn av plattan är en port (5a-d) anordnad för in- och utflöde av medium. Värmeöverföringsytan (4) innefattar i den föredragna utföringsformen ett mönster (6) för optimering av värmeöverföringen i värmeväxlaren. Mönstret (6) innefattar toppar och dalar, vilka vid angränsande plattor punktvls anligger mot varandra så att kontaktpunkter bildas, vilka på känt sätt utnyttjas till att förbinda plattorna med varandra i samband med hoplödningen av värmeväxlaren. I en plattstapel (1) med ett antal på varandra staplade plattor (2) bildas mellan de angränsande plattorna (2) flödeskanaler (7, se Fig. 3). De angränsande flödeskanalerna (7) är mottagare för olika medier vilka har temperaturutbyte med varandra genom plattornas värmeöverföringsytor (4)- Plattan enligt Fig. 2 innefattar pà värmeöverföringsytan ett antal knastar (8a-d). Knastarna (8a-d) har till uppgift att passa in i en angränsande plattas (2) mottagningsorgan för att på detta vis förhindra att plattorna (2) lateralt kan röra sig i förhållande till varandra. Plattor innefattande mottagningsorgan har motsvarande position på plattan som knastarna (8a-d), visas ej i figuren. 10 15 20 25 528 275 Fig. 3 visar hur plattorna (2) med knastar (8) fixeras till varandra i en plattstapel (1). En första plattans (2a) värmeöverföringsyta innefattar ett _ normalplan (9), sig befinnande i plattans laterala ”mitt-plan”. Ovanför normalplanet (9) finns ett första plan (10). Under normalplanet (9) finns ett andra plan (11). Mellan det första planet (10) och det andra planet (11) är värmeöverlöringsytan (4) med sina toppar och dalar anordnad.

Ovanför det första planet (10) finns ett tredje plan (12). Under det »andra planet (11) finns ett fjärde plan (13). Alla planen (9 -.~ 13) är parallella i förhållande till varandra. För att förtydliga i figurenihur planen förhåller sig till en platta är plattan med tillhörande beskrivna plan ritad svart i figuren. i l området mellan det första planet (10) och det tredje planet (12) är knastar (8) anordnade. På motsvarande sätt är i omrâdet mellan det andra planet (11) och det fjärde planet (13) är knastar (8) anordnade. l området mellan det första och det andra planet (10 och 11) är mottagningsorgan (14) anordnat. Mottagningsorganen (14) är anpassade att mottaga knastarna (8 i en angränsande platta (2) och därmed formbundet fixera plattorna (2) i lateralt plan mot varandra. l plattstapeln (1, se Fig. 1) staplas plattorna (2) på varandra genom att varannan platta är vänd 180 . Detta medför att varje plattas (2) första plan (10) ligger an mot en angränsande plattas första plan (10). På motsvarande sätt ligger varje plattas (2) andra plan (11) an mot en angränsande plattas (2) andra plan (11). l den föredragna utföringsformen enligt uppfinningen innefattar en första och en fjärde platta (2a, d, se Fig. 1) en knast (8) placerad på värmeöverlöringsytan (4, se Fig. 2) i området mellan det andra planet (11) och det fjärde planet (13). l området mellan det första planet (10) och det andra planet (11) är tre mottagningsorgan (14) anordnade, visas ej i 10 15 20 25 30 528 275 figur. Två av mottagningsorganen (14) har öppning åt det första planet (10) och det tredje har öppning mot det andra planet (11). l den föredragna utlöringsformen enligt uppfinningen innefattar en andra och en tredje platta (2b, c, se Fig. 1) två knastar (8) placerade i området mellan det första planet (10) och det tredje planet (12). En knast (8) är placerad i området mellan det andra planet (11) och det fjärde planet (13). Ett mottagningsorgan (14) är anordnat mellan det första planet (10) och det andra planet (11), öppning mot det andra planet (11).

På den första plattan (2a, se Fig. 1) placeras den andra plattan (2b, se Fig. 1) varvid de första planen (10) på respektive platta (2a, b) ligger an mot varandra. De två knastarna (8), i den andra plattans (2b) omrâde mellan det första och det tredje planet (10, 12), passar in i den första plattans (2a) mottagningsorgan (14), placerade mellan det första och det andra planet (10, 11), med sina öppningar åt det första planet (10), visas ej i figur.

På den andra plattan (2b, se Fig. 1) placeras den tredje plattan (2c, se Fig. 1) varvid de andra planen (11) pà respektive platta (2b, c) ligger an mot varandra. Knasten (8) pà den andra plattan (2b), placerad i området mellan det andra och det fjärde planet (11, 13), passar in i mottagningsorganet (14) i den tredje plattan (2c) som har öppning åt det andra planet. Samtidigt passar knasten (8) på den tredje plattan (2c), placerad i området mellan det andra och det fjärde planet (11, 13), in i mottagningsorganet (14) på den andra plattan (2b), som har öppning àt det andra planet, visas ej i figur.

På den tredje plattan (2c, se Fig. 1) placeras den fjärde plattan (2d, se Fig. 1) varvid de första planen (10) pà respektive platta (2c, d) ligger an 10 15 20 25 30 528 275 10 mot varandra. De tvà knastarna (8) i den tredje plattans (2c) område mellan det första och det tredje planet (10, 12), passar in i den fjärde plattans (2d) mottagningsorgan (14), placerade mellan det första och det andra planet (10, 11), med sina öppningar åt det andra planet (10), visas _ ej i figur.

På den fjärde plattan (2d, se Fig. 1) placeras den första plattan (2a, se Fig. 1) varvid de andra planen (11) på respektive platta (2d, a) ligger an mot varandra. Knasten (8) på den fjärde plattan (2d), placerad i området mellan det andra och det fjärde planet (11, 13), passar in i _ mottagningsorganet (14) i den första plattan (2a), med öppning åt det andra planet. Samtidigt passar knasten (8) på den första plattan (2a), placerad i området mellan det andra och det fjärde planet (11, 13), in i mottagningsorganet (14) på den fjärde plattan (2d) som har öppning àt det andra planet.

När knastarna (8) och mottagningsorganen (14) passar in i varandra fixeras plattorna (2) i sina laterala plan med varandra. I och med fixering av minst två punkter mellan angränsande plattor (2) förhindras också plattorna (2) från att rotera l förhållande till varandra.

Med styrorgan enligt den föredragna utföringsformen behövs det ingen stödfixtur till plattstapeln (1) vid lödning för att motverka förskjutning mellan plattorna (2). Detta eftersom plattorna (2) i och med styrorganen (2) och mottagningsorganen (14) i plattorna hindras fràn att röra på sig lateralt.

När plattorna (2) är staplade och styrorganen (8) har passat in mottagningsorganen (14) är det fördelaktigt om en vikt anläggs på plattpaketet (1) vid lödnlngen (visas ej i figur). Detta för att mellanliggande 10 15 528 275 11 lod kan göra plattpaketet (1) lite ostadigt. Eftersom det ligger lod mellan varje platta (2) så motverkar en vikt att det uppstär områden där plattorna (2) ej löds mot varandra p.g.a. av plattorna (2) t.ex. är lite böjda.

En alternativ utformning uppfinningen är att styrorganet istället för knastar utgörs av balkar eller att de har formen av ett X, Y, Z eller annan utformning som förhindrar rörelse i lateralplanet mellan tvâ plattor.

Fördelen med sådant alternativt styrorgan är att det endast behövas ett styrorgan för att fixera plattorna mot varandra. Nackdelen är att sådana styrorgan behöver göras större än en knast. Den för värmeöverföring tillgängliga ytan blir därmed mindre vilket medför sämre värmeöverföringsförmàga.

Uppfinningen är inte begränsad till den visade utföringsformen utan kan varieras och modifieras inom ramen för de efterföljande patentkraven, vilket delvis har beskrivits ovan.

Claims (1)

10 15 20 25 30 523 275 12 PATENTKFlAV

1. Värmeöverföringsplatta (2) med styrorgan (8) anordnad att staplas i en permanent förbunden plattstapel (1), vilken värmeöverföringsplatta (2) innefattar ett kantparti (3) som sträcker sig runt plattans (2) periferi samt portområden med portar och en värmeöverföringsyta (4) vilka år placerade innanför plattans (2) periferi, vilken värmeöverlöringsyta (4) företrädesvis innefattar ett mönster (6) med toppar och dalar samt befinner sig inom ett första (övre) och ett andra (undre) plan (10 och 11) vilka är lateralt parallella med värmeöverföringsplattan (2) normalplan (9), att nämnda styrorgan (8) är anordnade dels mellan ett tredje plan (12), placerat lateralt parallellt ovanför värmeöverföringsytans (4) första plan (10), och det första planet (10), dels mellan ett fjärde plan (13), placerat lateralt parallellt under värmeöverföringsytans (4) andra plan (11), och det andra planet (11), kännetecknad därav, att ett mottagningsorgan (14) år anordnat mellan det första och det andra planet (10 och 11), samt att styrorganet (8) i nämnda värmeöverföringsplatta är anordnat att passa in i ett mottagningsorgan (14) anordnat på en angränsande likformig andra platta (2b), varvid styrorganen (8) år anordnade på ett avstånd från portomrâdena samt på värmeöverföringsytan (4). . Värmeöverföringsplatta (2) enligt patentkravet 1, kännetecknad av, att styrorganet (8) i en första platta (2a) är anordnat att passa in i en första mottagningsanordning (14) för styrorganet (8) anordnad på en angränsande andra platta (2b). 10 15 20 25 528 275 13 . Värmeöverföringsplatta enligt patentkravet 2, kännetecknad av, att det andra styrorganet (8) i en andra platta (2b) är anordnat att passa in i en andra mottagningsanordning (14) för styrorganet (8) anordnad på en angränsande första platta (2a) i plattstapeln (1) varvid plattorna (2) fixeras till varandra i laterala riktningar. _ Värmeöverföringsplatta (2) enligt patentkravet 1, kånnetecknad av, att värmeöverföringsplattan (2) angränsar till en andra Värmeöverföringsplatta (2b) varvid dessa tillsammans innefattar minst tvà styrorgan (8). . Värmeöverföringsplatta (2) enligt patentkravet 1, kännetecknad av, att styrorganen (8) utgörs av knaster. . Värmeöverföringsplatta (2) enligt patentkravet 1, kännetecknad av, att styrorganen (8) utgörs av rillor. . Värmeöverföringsplatta (2) enligt patentkravet 1, kännetecknad av, att styrorganen (8) är placerade i direkt närhet till kantpartiet (3). . Värmeöverföringsplatta (2) enligt patentkravet 1, kännetecknad av, att styrorganen (8) år placerade på kantpartiet (3). . En värmeväxlare innefattande en plattstapel (1) uppbyggd av värmeöverföringsplattor (2) enligt något av ovanstående patentkrav, vilka värmeöverföringsplattor (2) är permanent förbundna med varandra.